중크롬산칼륨

Potassium dichromate
염색산칼륨과혼동해서는 안 된다.
중크롬산칼륨
Potassium dichromate
Unit cell of potassium dichromate
이름
IUPAC 이름
중크롬산칼륨(VI)
기타 이름
중크롬산칼륨

중황색의 화분
중크롬산칼륨
디크롬산, 이포칼륨염
크롬산, 이포칼륨염

로페즈파[1]
식별자
  • 7778-50-9 수표Y
3D 모델(JSmol)
켐벨
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.029.005 Edit this at Wikidata
EC 번호
  • 231-906-6
펍켐 CID
RTECS 번호
  • HX7680000
유니
UN 번호 3288
  • InChi=1S/2Cr.2K.7O/q;2*+1;;;;;;;2*-1 수표Y
    키: KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 수표Y
  • [K+][K+][O-][Cr]O]O[Cr]([O-]) ]O)=O
특성.
K2Cr2O7
어금질량 294.1987 g/mb
외관 적갈색의 결정체.
냄새 무취의
밀도 2.676 g/cm3, 솔리드
녹는점 398°C(748°F, 671K)
비등점 500 °C(932 °F; 773 K) 분해
4.9 g/100 mL(0°C)
13 g/100 mL(20°C)
102 g/100 mL(100 °C)
용해성 알코올에 용해되지 않는 아세톤
1.738
구조
삼색체(α-형식, <241.6°C)
사면체(Cr용)
열화학
J/mol[2] 219
291.2 J/(K·mol)
−2033 kJ/mol
위험
GHS 라벨 표시:
GHS03: OxidizingGHS05: CorrosiveGHS06: ToxicGHS08: Health hazardGHS09: Environmental hazard[3]
NFPA 704(화재 다이아몬드)
플래시 포인트 불연성
치사량 또는 농도(LD, LC):
25mg/kg(도덕, 랫드)[4]
안전 데이터 시트(SDS) ICSC 1371
관련 화합물
기타 음이온
 크롬산칼륨
몰리브데이트 칼륨
텅스테이트 칼륨
기타 양이온
 중크롬산암모늄
디크롬산나트륨
관련 화합물
 과망간산칼륨
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
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Infobox 참조 자료

중크롬산칼륨, KCrO는227 일반적인 무기 화학 시약으로, 다양한 실험실 및 산업용 용도에서 산화제로 가장 많이 사용된다. 모든 육각 크롬 화합물과 마찬가지로, 그것은 급성적이고 만성적으로 건강에 해롭다. 그것은 매우 밝고, 붉은 주황색을 띤 결정 이온 고형이다. 이 소금은 더 산업적으로 관련성이 높은 소금 나트륨 디크롬산염과는 대조적으로 조미료가 아니기 때문에 실험실에서 인기가 있다.[5]

화학

생산

중크롬산칼륨은 보통 염화칼륨이 중크롬산나트륨에 반응하여 준비된다. 또는 수산화칼륨과 함께 크로마이트 광석을 볶아 크롬산칼륨으로부터도 얻을 수 있다. 그것은 물에 녹고 분해 과정에서 이온화된다.

KCrO227 → 2K+ + CrO
22−
7
CroO
22−
7 + HO2 ⇌ 2 CroO2−
4 + 2+ H

반응

중크롬산칼륨은 유기화학에서 산화제로 과망간산칼륨보다 순하다. 알코올을 산화시키는 데 쓰인다. 그것은 1차 알코올을 알데히드로 변환하고, 더 강력한 조건 하에서 카복시산으로 변환한다. 이와는 대조적으로 과망간산칼륨은 카르복실산을 유일한 생산물로 제공하는 경향이 있다. 이차 알코올은 케톤으로 전환된다. 예를 들어 멘트론은 산성화된 디크롬산염으로 멘톨의 산화에 의해 준비될 수 있다.[6] 3차 알코올은 산화될 수 없다.

수용액에서 전시된 색 변화는 알데히드와 케톤을 구별하기 위한 테스트에 사용될 수 있다. 알데하이드(Aldehydes)는 +6에서 +3 산화 상태로 디크롬산염을 줄여 주황색에서 녹색으로 색상이 바뀐다. 알데히드가 해당 카르복실산에 산화될 수 있기 때문에 이러한 색 변화가 발생한다. 케톤은 더 이상 산화될 수 없기 때문에 그런 변화를 보이지 않을 것이고, 따라서 용액은 오렌지색으로 남아 있을 것이다.

강하게 가열하면 산소의 진화와 함께 분해된다.

4 KCrO227 → 4 KCrO24 + 2 CrO23 + 32 O

이크롬산 이온이 함유된 주황색 적색 용액에 알칼리를 첨가하면 색산 이온(CrO2-4)의 형성에 따라 황색 용액을 얻는다. 예를 들어, 염색산칼륨은 다음과 같이 포타시를 사용하여 산업적으로 생산된다.

KCrO227 + KCO23 → 2 KCrO24 + CO2

그 반응은 되돌릴 수 있다.

차가운 황산을 사용한 치료는 적색 결정체를 무수화물(삼산화크롬, CrO3):

KCrO227 + 2 HSO24 → 2 CrO3 + 2 KHSO4 + HO2

농축산 가열 시 산소는 다음과 같이 진화한다.

2 KCrO227 + 8 HSO24 → 2 KSO24 + 2 Cr2(SO4)3 + 8 HO2 + 32 O

사용하다

중크롬산칼륨은 나트륨 소금이 산업적으로 우세하기 때문에 주요 용도가 거의 없다. 주된 용도는 가죽 태닝에 사용되는 크롬 알룸 칼륨의 전구체로서 사용된다.[5][7]

청소

다른 크롬(VI) 화합물(삼산화크롬, 디크롬산나트륨)과 마찬가지로 디크롬산칼륨을 사용해 유리제품 세척과 식각재료를 위한 '크롬산'을 준비해왔다. 육각크롬과 관련된 안전상의 문제 때문에 이 관행은 대부분 중단되었다.

건설

혼합물의 설정을 억제하고 밀도와 질감을 향상시키는 시멘트의 성분으로 사용된다. 이 용법은 일반적으로 건설 노동자에게 접촉성 피부염을 유발한다.[8]

사진 및 인쇄

1839년 문고 폰톤은 중크롬산칼륨 용액으로 처리된 종이가 햇빛에 노출되어 눈에 띄게 그을려 있다는 것을 발견했는데, 중크롬산칼륨이 씻겨 나간 후 남은 변색은 그대로였다. 1852년 헨리 폭스 탤벗은 디크롬산 칼륨이 있는 곳에서 자외선에 노출되어 젤라틴이나 껌 아라비아와 같은 유기농 콜로이드들이 굳어져 용해성이 떨어진다는 사실을 발견했다.

이러한 발견은 곧 탄소 인쇄, 비크롬산 껌, 그리고 미분 경화에 기초한 다른 사진 인쇄 과정으로 이어졌다. 일반적으로 노출 후 경화되지 않은 부분은 따뜻한 물로 헹구어 제조 중 포함된 색소를 포함하거나 염료로 얼룩진 얇은 릴리프를 남겼다. 일부 공정은 경화 또는 경화되지 않은 부위에 의한 특정 염료의 차등 흡수와 함께 경화에만 의존했다. 이러한 공정들 중 일부는 탄소 블랙과 같은 매우 안정적인 염료와 색소의 사용을 허용했기 때문에 보관 영속성이 매우 높은 인쇄물과 빛에 장기간 노출되어 퇴색되는 저항성이 생산될 수 있었다.

이분화 콜로이드도 다양한 산업용 응용에서 포토레지스트로 사용되었는데, 가장 널리 광역학 인쇄 공정에서 사용할 수 있는 금속 인쇄판의 제작에 사용되었다.

크롬 강화 또는 포토크롬은 약 10% v/v까지 희석된 농축 염산의 동일한 부분과 함께 중크롬산칼륨을 사용하여 흑백 사진 롤의 약하고 얇은 음성을 치료한다. 이 용액은 필름의 원소 은 입자를 염화 은으로 재구성한다. 철저한 세척과 액티닉 라이트에 노출되면 필름을 엔드 포인트까지 다시 현상할 수 있어 더 강한 음극이 발생하여 보다 만족스러운 프린트를 만들 수 있다.

황산에 함유된 중크롬산칼륨 용액은 반전 음극(즉, 음극 필름의 양성 투명성)을 생성하는데 사용될 수 있다. 이는 흑백 필름을 개발하되 개발이 다소 끝까지 진행될 수 있도록 함으로써 효과를 얻는다. 그런 다음 다량의 세척과 필름을 산 디크롬산 용액으로 처리하여 발달을 멈춘다. 이것은 은금속을 빛에 무감각한 화합물인 은황산염으로 바꾼다. 이 필름은 철저한 세척과 액티닉 빛에 노출된 후에 다시 개발되어 이전에 노출되지 않았던 은빛 할라이드를 은금속에 환원시킬 수 있게 된다. 얻은 결과는 예측할 수 없지만, 때로는 훌륭한 결과를 얻어서 그렇지 않으면 얻을 수 없는 이미지를 만들어낸다. 이 과정은 최종 제품이 음극과 유사하고 정상적인 방법으로 인쇄하기에 적합하도록 태양화와 결합될 수 있다.

cr(VI) 화합물은 강한 빛에 노출되면 동물성 단백질을 태우는 특성이 있다. 이 품질은 사진 스크린 인쇄에 사용된다.

스크린 프린팅에서는 실크나 이와 유사한 재료를 볼트로 장식한 미세한 스크린을 캔버스가 도색되기 전에 준비하는 방식과 유사한 프레임 위에 팽팽하게 늘어뜨린다. 이크롬산염으로 감작된 콜로이드 성분이 팽팽한 화면에 골고루 도포된다. 이크롬산 혼합물이 건조되면 풀사이즈 사진 양극이 화면 표면에 단단히 부착되고, 강한 빛에 노출되는 전체 어셈블리의 시간은 밝은 햇빛에서 3분에서 30분까지 다양하여 노출된 콜로이드의 강도를 높인다. 양성이 제거되면 화면에 비노출된 혼합물을 따뜻한 물로 씻어내 경화된 혼합물을 그대로 유지시켜 원하는 패턴의 정밀한 마스크 역할을 하게 되고, 그 다음 일반적인 화면 인쇄 공정으로 인쇄할 수 있다.

분석시약

비휘발성이기 때문에 분석화학에서 고전적인 '습관검사'에서 디크롬산칼륨은 흔한 시약이다.

에탄올 결정

해결책

표본의 에탄올 농도는 산성화된 중크롬산칼륨을 사용한 역적합에 의해 결정될 수 있다. 검체를 디크롬산칼륨 과다로 반응시키면 모든 에탄올이 아세트산으로 산화된다.

CHCOH32 + 2[O] → CHCOOH3 + HO2

에탄올을 아세트산으로 변환하는 전체 반응:

3 C2H5OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 → 3 CH3COOH + 2 Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 11 H2O

초과 이크롬산염은 티오황산나트륨에 대한 적정화에 의해 결정되지 않는다. 초기의 양으로부터 초과 이크롬화 양을 더하면, 존재하는 에탄올의 양을 알 수 있다. 정확도는 블랭크에 대해 이크롬산 용액을 교정함으로써 향상될 수 있다.

이 반응에 대한 주요한 적용은 오래된 경찰 음주 측정기에 있다. 알코올 증기가 오렌지 디크롬산염 코팅 결정과 접촉하면 색상이 Cr(VI) 오렌지에서 Cr(III) 그린으로 바뀐다. 색의 변화 정도는 피의자의 입김에서 알코올의 정도와 직결된다.

실버 테스트

약 35%의 질산 용액에 용해되었을 때 슈베르터의 용액이라고 불리며 다양한 금속의 존재, 특히 은 순도의 결정을 위한 시험에 사용된다. 순은은 용액을 밝은 빨강으로 바꿀 것이고, 스털링 은은 진한 빨강으로 바꿀 것이며, 낮은 등급의 동전 은은 갈색(용액을 갈색으로 바꾸는 구리의 존재로 인해 큼)이 될 것이며, 심지어 0.500 은으로 녹색도 될 것이다. 황동은 짙은 갈색으로 변하고 구리는 갈색으로 변하며 납과 주석 모두 노란색으로 변하며 금과 팔라듐은 변하지 않는다.

이산화황 검사

중크롬산칼륨 종이는 주황색에서 녹색으로 뚜렷이 변하기 때문에 이산화황에 대한 테스트에 사용될 수 있다. 이것은 육각크롬이 3각크롬으로 감소되는 모든 리독스 반응의 전형이다. 따라서 이산화황에 대한 결정적인 검사는 아니다. 최종 형성된 제품은 Cr2(SO4)이다.3

목재 처리

디크롬산칼륨은 나무의 탄닌을 어둡게 하여 특정 종류의 나무를 얼룩지게 하는데 사용된다. 모던 컬러 염료로는 달성할 수 없는 깊고 풍부한 갈색을 연출한다. 그것은 마호가니에 특히 효과적인 치료법이다.[9]

자연발생

미네랄 로페타이트와 같은 형태의 디크롬산칼륨 수정액 ~10mm

중크롬산칼륨은 희귀한 미네랄 로페타이트로서 자연적으로 발생한다. 칠레 아타카마 사막의 질산염 퇴적물과 남아프리카 공화국의 부시벨드 화성 단지의 질산염 퇴적물에서 독충 채움으로 보고되었을 뿐이다.[10]

안전

패치 테스트

2005-06년, 패치 테스트에서 디크롬산칼륨은 11번째로 많은 사전 알레르겐이었다(4.8%)[11]

중크롬산칼륨은 크롬성 피부염의 가장 흔한 원인 중 하나로,[12] 크롬은 피부염으로 이어지는 감작화를 유발할 가능성이 높으며, 특히 손과 팔은 만성적이고 치료가 어렵다. 독성학 연구는 그 독성이 강한 성질을 더욱 잘 보여 주었다. 토끼와 설치류의 경우, 14mg/kg의 낮은 농도로 시험군 중 50%의 치사율을 보였다.[13] 수생 생물은 노출될 경우 특히 취약하므로 현지 환경 규정에 따라 책임 있는 처리를 권고한다.

다른 Cr(VI) 화합물과 마찬가지로 디크롬산칼륨도 발암성이 있다.[14] 이 화합물은 또한 부식성이 있으며 노출은 심각한 눈 손상이나 실명을 초래할 수 있다.[15] 인간의 노출은 선천성 장애, 유전적 유전적 손상 및 태아에 대한 해를 포함한다.

참조

  1. ^ "POTASSIUM DICHROMATE LISTING" (PDF). US EPA. 2015-07-23.
  2. ^ Binnewies, M.; Milke, E. (2002). Thermochemical Data of Elements and Compounds (2 ed.). Weinheim: Wiley-VCH. p. 405. ISBN 978-3-527-30524-7.
  3. ^ 시그마알드리치, 크롬(VI)산화물. 2014-06-15년에 검색됨
  4. ^ Chambers, Michael. "ChemIDplus - 7778-50-9 - KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N - Potassium dichromate - Similar structures search, synonyms, formulas, resource links, and other chemical information".
  5. ^ a b Gerd Anger, Jost Halstenberg, Klaus Hochgeschwender, Christoph Scherhag, Ulrich Korallus, Herbert Knopf, Peter Schmidt, Manfred Ohlinger, "Chromium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005. doi:10.1002/14356007.a07_067
  6. ^ L. T. Sandborn. "l-Menthone". Organic Syntheses.; Collective Volume, 1, p. 340
  7. ^ M. Saha; C. R. Srinivas; S. D. Shenoy; C. Balachandran (May 1993). "Footwear dermatitis". Contact Dermatitis. 28 (5): 260–264. doi:10.1111/j.1600-0536.1993.tb03428.x. PMID 8365123. S2CID 23159708.
  8. ^ Pekka Roto; Hannele Sainio; Timo Reunala; Pekka Laippala (January 1996). "Addition of ferrous sulfate to cement and risk of chromium dermatitis among construction workers". Contact Dermatitis. 34 (1): 43–50. doi:10.1111/j.1600-0536.1996.tb02111.x. PMID 8789225. S2CID 27027304.
  9. ^ Jewitt, Jeff (1997). Hand-Applied Finishes. Newtown, CT USA: The Taunton Press, Inc. ISBN 978-1-56158-154-2.
  10. ^ "Lópezite: Lópezite mineral information and data".
  11. ^ Zug KA, Warshaw EM, Fowler JF Jr, Maibach HI, Belsito DL, Pratt MD, Sasseville D, Storrs FJ, Taylor JS, Mathias CG, Deleo VA, Rietschel RL, Marks J. Patch-test results of the North American Contact Dermatitis Group 2005–2006. 피부염 2009년 5월~20일(3):149-60.
  12. ^ Farokh J. Master (2003). Diseases of Skin. New Delhi: B Jain Pub Pvt Ltd. p. 223. ISBN 978-81-7021-136-5.
  13. ^ "Potassium dichromate MSDS". Sigma-Aldrich. Retrieved 2011-07-20.
  14. ^ IARC (2012) [17-24 March 2009]. Volume 100C: Arsenic, Metals, Fibres, and Dusts (PDF). Lyon: International Agency for Research on Cancer. ISBN 978-92-832-0135-9. Retrieved 2020-01-05. There is sufficient evidence in humans for the carcinogenicity of chromium (VI) compounds. Chromium (VI) compounds cause cancer of the lung. Also positive associations have been observed between exposure to Chromium (VI) compounds and cancer of the nose and nasal sinuses. There is sufficient evidence in experimental animals for the carcinogenicity of chromium (VI) compounds. Chromium (VI) compounds are carcinogenic to humans (Group 1).
  15. ^ "Potassium dichromate MSDS". JT Baker.

외부 링크